Введение ............................................................................................................................ 5
Глава 1 Современное состояние проблемы повышения пиковой мощности зондирующих лазерных импульсов в автономных системах мониторинга ................... 13
1.1 Автономные лазерные системы мониторинга загрязнений ...................................... 13
1.2 Временная компрессия лазерных импульсов ............................................................ 23
1.3 Оптические усилители ............................................................................................... 32
1.4 Сложение лазерных пучков ....................................................................................... 39
1.4.1 Некогерентные способы сложения лазерных пучков ............................................ 40
1.4.1.1 Применение «плиточной» апертуры ................................................................... 41
1.4.1.2 Применение волоконных сумматоров ................................................................. 44
1.4.1.3 Спектральное сложение пучков ........................................................................... 46
1.4.2 Когерентные способы сложения лазерных пучков ................................................ 49
1.4.2.1 Геометрическое совмещение исходных пучков .................................................. 51
1.4.2.2 Согласование фаз исходных пучков .................................................................... 52
1.5 Выводы к главе 1 ....................................................................................................... 55
Глава 2 Повышение энергетической эффективности лазерных источников на основе нескольких волоконных линий задержки ....................................................................... 57
2.1 Общие принципы построения систем повышения энергетической эффективности лазерных источников ...................................................................................................... 57
2.2 Система синхронного некогерентного суммирования лазерного излучения на волоконных линиях оптической задержки ..................................................................... 59
2.3 Система синхронного когерентного суммирования лазерного излучения на волоконных линиях оптической задержки ..................................................................... 61
2.4 Моделирование систем синхронного суммирования лазерного излучения на нескольких волоконных линиях оптической задержки .................................................. 66
2.4.1 Входные параметры ................................................................................................ 66
2.4.2 Результаты моделирования для системы некогерентного сложения ..................... 74
2.4.3 Результаты моделирования для системы когерентного сложения ......................... 81
2.5 Выводы к главе 2 ....................................................................................................... 93
Глава 3 Повышение энергетической эффективности лазерных источников на основе одиночной кольцевой волоконной линии задержки ....................................................... 96
3.1 Общие принципы действия системы ......................................................................... 96
3.2 Моделирование системы синхронного суммирования лазерных пучков на одиночной кольцевой волоконной линии задержки ..................................................... 100
3.2.1 Входные параметры .............................................................................................. 100
3.2.2 Результаты моделирования ................................................................................... 101
3.3 Моделирование вариантов практического исполнения системы ........................... 108
3.4 Выводы к главе 3 ..................................................................................................... 119
Глава 4 Экспериментальное исследование сложения пучков в одиночной кольцевой волоконной линии задержки ......................................................................................... 122
4.1 Описание экспериментальной установки ................................................................ 122
4.2 Качественная оценка возможности сложения лазерных пучков ............................ 132
4.3 Количественная оценка возможности сложения лазерных пучков ........................ 134
4.3.1 Дополнительные схемы и основные соотношения .............................................. 134
4.3.2 Измерения при неизменной мощности основного лазера .................................... 140
4.3.3 Измерения при разных значениях мощности основного лазера .......................... 141
4.4 Влияние на работу автономных лазерных систем мониторинга ............................ 143
4.5 Выводы к главе 4 ..................................................................................................... 152
Заключение .................................................................................................................... 155
Список литературы ....................................................................................................... 158
Список сокращений и условных обозначений ............................................................. 185
Приложение А Основные соотношения для системы синхронного некогерентного сложения на нескольких линиях задержки ................................................................... 188
Приложение Б Основные соотношения для системы синхронного когерентного сложения на нескольких линиях задержки ................................................................... 192
Приложение В Основные соотношения для системы синхронного некогерентного сложения на одиночной кольцевой линии задержки .................................................... 196
Приложение Г Порядок выполняемых на экспериментальной установке измерений . 200
Г.1 Измерения для качественной оценки ...................................................................... 200
Г.2 Измерения при неизменной мощности основного лазера ...................................... 200
Г.3 Измерения при разных значениях мощности основного лазера ............................. 202
Приложение Д Результаты прямых измерений при неизменной мощности основного лазера ............................................................................................................................. 204
Приложение Ж Обработка результатов измерений ...................................................... 206
Ж.1 Обработка результатов прямых измерений при неизменной мощности .............. 206
Ж.2 Обработка результатов косвенных измерений при неизменной мощности .......... 211
Ж.3 Обработка результатов измерений при разных значениях мощности .................. 214
Приложение И Результаты прямых измерений при разных значениях мощности основного лазера ........................................................................................................... 220
Приложение К Акты внедрения результатов диссертационного исследования .......... 224
Приложение Л Патент на изобретение № 2739253 ...................................................... 226
